(57)【要約】  磁気応答型弾性装置において、簡単な構成により、弾性率変化を容易に制御可能とすると共にソフトマテリアル設計の自由度を向上させる。弾性材料に磁性粒子を分散させてなる磁性弾性体（２）と、磁性弾性体（２）に磁性弾性体（２）の外部から磁場を印加して磁性弾性体（２）の弾性率を変化させる磁場発生部（３）とを備える。磁性弾性体（２）は、磁場発生部（３）によって印加される磁場（Ｂ）の強さに応じて変化した弾性率のもとで外部からの負荷（Ｆ）を受ける。磁性弾性体（２）の外部から磁場（Ｂ）を印加して磁性弾性体（２）の弾性率を変化させるので、磁性弾性体（２）と磁場発生部（３）を分離して個別に設計でき、磁性弾性体（２）と磁場発生部（３）が一体のものと比べて設計効率が向上する。磁場発生部（３）が磁性弾性体（２）から分離されているので、磁性弾性体の形状や構成に制約されずに、磁場発生部（３）の制御、従って弾性率変化の制御が容易となる。【選択図】図１
2012026332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場によって磁性弾性体の弾性率を変化させる磁気応答型弾性装置において、
弾性材料に磁性粒子を分散させてなる磁性弾性体と、
前記磁性弾性体に当該磁性弾性体の外部から磁場を印加して当該磁性弾性体の弾性率を変化させる磁場発生部と、を備えることを特徴とする磁気応答型弾性装置。
【請求項２】
前記磁性弾性体は、外部からの負荷を受ける負荷受部を有し、
前記負荷受部は、前記磁性弾性体における磁場発生部に面しない開放部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項３】
前記磁場発生部は、前記負荷受部が受ける負荷の方向に直交する方向の成分を有する磁場を前記磁性弾性体に印加することを特徴とする請求項２に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項４】
前記磁場発生部はＩ字形の磁路を有し、
前記磁性弾性体は、前記磁路の両磁極間に対向する側方に配置されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項５】
前記磁場発生部は少なくとも２個互いに離間対向して備えられ、
前記磁性弾性体は、前記離間した磁場発生部の間に配置されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項６】
前記磁場発生部はＣ字形の磁路を有し、
前記磁性弾性体は、前記磁路の対向開放端間に配置されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項７】
前記磁場発生部はＵ字形の磁路を有し、
前記磁性弾性体は、前記磁路の磁極間を橋渡しする態様で配置されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項８】
前記磁場発生部はＥ字形の磁路を有し、
前記磁性弾性体は、前記磁路の磁極間を橋渡しする態様で配置されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項９】
前記磁場発生部は、前記負荷受部が受ける負荷の方向に平行となる方向の成分を有する磁場を前記磁性弾性体に印加することを特徴とする請求項２に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項１０】
前記磁場発生部は、その磁極を前記負荷受部に対向させていることを特徴とする請求項９に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項１１】
前記磁場発生部は、その磁極を前記磁性弾性体における前記負荷受部の対面側に配置していることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項１２】
前記磁場発生部は、その磁極の中心軸が前記負荷受部の重心を通る配置としていることを特徴とする請求項１１に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項１３】
前記磁性弾性体と前記磁場発生部とは、いずれか一方が中空部を有し、他方が前記中空部に挿入配置されていることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項１４】
前記磁場発生部は、その磁極を前記負荷受部に対して横向きに配置していることを特徴とする請求項９に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項１５】
前記磁場発生部は、その磁極を前記負荷受部に対して横向きにすると共に該磁極を前記磁性弾性体における前記負荷受部の対面側に配置していることを特徴とする請求項１４に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項１６】
前記磁場発生部は、その磁極を前記負荷受部に対して横向きにすると共に該磁極を前記磁性弾性体における前記負荷受部とその対面部との間の側面に対向するように配置していることを特徴とする請求項１４に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項１７】
前記磁場発生部は、複数備えられることにより前記横向きに配置した磁極が複数備えられると共に同極性とされていることを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項１８】
前記同極性の複数の磁極が互いに対向し前記磁性弾性体に対して対称に配置されていることを特徴とする請求項１７に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項１９】
前記磁場発生部はＵ字形の磁路を有し、当該磁路の各磁極が前記磁性弾性体の側面に対向するように配置されていることを特徴とする請求項１６に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項２０】
前記磁場発生部はＥ字形の磁路を有し、当該磁路の各磁極が前記磁性弾性体の側面に対向するように配置されていることを特徴とする請求項１６に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項２１】
前記磁場発生部は、前記負荷受部が受ける負荷の方向に斜交する方向の成分を有する磁場を前記磁性弾性体に印加することを特徴とする請求項２に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項２２】
前記磁場発生部は、その磁極を前記負荷受部に対して斜めに配置して構成されていることを特徴とする請求項２１に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項２３】
前記磁場発生部は、複数備えられることにより前記斜めに配置した磁極が複数備えられると共に前記磁性弾性体における対角位置に該磁性弾性体を挟むように配置されていることを特徴とする請求項２２に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項２４】
前記磁場発生部は、複数備えられることにより前記斜めに配置した磁極が複数備えられると共に互いに異極とされ、前記互いに異極の磁極が前記磁性弾性体における前記負荷受部の対面側に該磁性弾性体を挟むように配置されていることを特徴とする請求項２２に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項２５】
前記磁性弾性体を挟む複数の磁極は同一磁路に含まれている磁極であることを特徴とする請求項２２又は請求項２３に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項２６】
複数の前記磁性弾性体と、前記各磁性弾性体に対応した複数の磁場発生部と、前記各磁場発生部を制御して磁性弾性体に印加する磁場の強さを変化させる制御部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項２５のいずれか一項に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項２７】
前記磁性弾性体が１軸方向に配列されていることを特徴とする請求項２６に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項２８】
前記磁性弾性体が２軸方向に配列されていることを特徴とする請求項２６に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項２９】
前記磁場発生部を前記磁性弾性体に対して相対的に移動させる移動装置を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項２８のいずれか一項に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項３０】
前記移動装置は、前記磁場発生部を前記磁性弾性体に沿って１次元的に移動させることを特徴とする請求項２９に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項３１】
前記移動装置は、前記磁場発生部を前記磁性弾性体に沿って２次元的に移動させることを特徴とする請求項２９に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項３２】
前記移動装置は、前記磁場発生部を前記磁性弾性体に対して接近離間自在に移動させることを特徴とする請求項２９乃至請求項３１のいずれか一項に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項３３】
前記移動装置と前記磁場発生部とをそれぞれ複数備え、前記各移動装置は、前記各磁場発生部を個別に移動させることを特徴とする請求項２９乃至請求項３２のいずれか一項に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項３４】
前記磁場発生部は、電磁石であることを特徴とする請求項１乃至請求項３３のいずれか一項に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項３５】
前記磁場発生部は、永久磁石であることを特徴とする請求項１乃至請求項３３のいずれか一項に記載の磁気応答型弾性装置。
【請求項３６】
前記磁場発生部は、前記磁性弾性体の表面に励磁コイルが巻かれてなる電磁石であることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の磁気応答型弾性装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁場によって磁性弾性体の弾性率を変化させる磁気応答型弾性装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、磁性弾性体の物性変化や変形を磁気力によって行うことが知られている。例えば、粉体状の強磁性体材料や高透磁率材料をエラストマーに混合してなる磁性エラストマーにコイルを埋入し、コイルに通電して発生する磁気力によって磁性エラストマーを変形させるソフトアクチュエータが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなソフトアクチュエータは、筋肉のように静かに力強く動くことから、人間親和性の高いロボットなどの分野におけるモータの代替として期待されている。また、磁場印加に対して弾性率変化や伸縮変形挙動を伴う磁気応答性材料は、アクチュエータに限らず、椅子の座部や背もたれ、ベッドのマットなどのような人体接触機器におけるソフトマテリアルとしての応用が考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１６５２１９号公報
【発明の開示】
【０００４】
しかしながら、上述したようなコイルを埋入してなる磁性エラストマーは、コイルと一体不可分の構成であるため、種々の形状や形態のソフトマテリアルを設計したり製品化する際に、設計自由度が制限されたり、迅速な製品開発が損なわれるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成により、ソフトマテリアル設計の自由度が高く、弾性率変化を容易に制御できる磁気応答型弾性装置を提供することを目的とする。
【０００６】
上記課題を達成するために、本発明の磁気応答型弾性装置は、磁場によって磁性弾性体の弾性率を変化させる磁気応答型弾性装置において、弾性材料に磁性粒子を分散させてなる磁性弾性体と、磁性弾性体に当該磁性弾性体の外部から磁場を印加して当該磁性弾性体の弾性率を変化させる磁場発生部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この磁気応答型弾性装置において、磁性弾性体は、外部からの負荷を受ける負荷受部を有し、負荷受部は、磁性弾性体における磁場発生部に面しない開放部に設けられていることが好ましい。
【０００８】
この磁気応答型弾性装置において、磁場発生部は、負荷受部が受ける負荷の方向に直交する方向の成分を有する磁場を磁性弾性体に印加してもよい。
【０００９】
この磁気応答型弾性装置において、磁場発生部はＩ字形の磁路を有し、磁性弾性体は、磁路の両磁極間に対向する側方に配置してもよい。
【００１０】
この磁気応答型弾性装置において、磁場発生部は少なくとも２個互いに離間対向して備えられ、磁性弾性体は、離間した磁場発生部の間に配置してもよい。
【００１１】
この磁気応答型弾性装置において、磁場発生部はＣ字形の磁路を有し、磁性弾性体は、磁路の対向開放端間に配置してもよい。
【００１２】
この磁気応答型弾性装置において、磁場発生部はＵ字形の磁路を有し、磁性弾性体は、磁路の磁極間を橋渡しする態様で配置してもよい。
【００１３】
この磁気応答型弾性装置において、磁場発生部はＥ字形の磁路を有し、磁性弾性体は、磁路の磁極間を橋渡しする態様で配置してもよい。
【００１４】
この磁気応答型弾性装置において、磁場発生部は、負荷受部が受ける負荷の方向に平行となる方向の成分を有する磁場を磁性弾性体に印加してもよい。
【００１５】
この磁気応答型弾性装置において、磁場発生部は、その磁極を負荷受部に対向させてもよい。
【００１６】
この磁気応答型弾性装置において、磁場発生部は、その磁極を磁性弾性体における負荷受部の対面側に配置してもよい。
【００１７】
この磁気応答型弾性装置において、磁場発生部は、その磁極の中心軸が負荷受部の重心を通るように配置してもよい。
【００１８】
この磁気応答型弾性装置において、磁性弾性体と磁場発生部とは、いずれか一方が中空部を有し、他方が中空部に挿入配置されていてもよい。
【００１９】
この磁気応答型弾性装置において、磁場発生部は、その磁極を負荷受部に対して横向きに配置してもよい。
【００２０】
この磁気応答型弾性装置において、磁場発生部は、その磁極を負荷受部に対して横向きにすると共に該磁極を磁性弾性体における負荷受部の対面側に配置してもよい。
【００２１】
この磁気応答型弾性装置において、磁場発生部は、その磁極を負荷受部に対して横向きにすると共に該磁極を磁性弾性体における負荷受部とその対面部との間の側面に対向するように配置してもよい。
【００２２】
この磁気応答型弾性装置において、磁場発生部は、複数備えられることにより横向きに配置した磁極が複数備えられると共に同極性としてもよい。
【００２３】
この磁気応答型弾性装置において、同極性の複数の磁極が互いに対向し磁性弾性体に対して対称に配置してもよい。
【００２４】
この磁気応答型弾性装置において、磁場発生部はＵ字形の磁路を有し、当該磁路の各磁極が磁性弾性体の側面に対向するように配置してもよい。
【００２５】
この磁気応答型弾性装置において、磁場発生部はＥ字形の磁路を有し、当該磁路の各磁極が磁性弾性体の側面に対向するように配置してもよい。
【００２６】
この磁気応答型弾性装置において、磁場発生部は、負荷受部が受ける負荷の方向に斜交する方向の成分を有する磁場を磁性弾性体に印加してもよい。
【００２７】
この磁気応答型弾性装置において、磁場発生部は、その磁極を負荷受部に対して斜めに配置して構成してもよい。
【００２８】
この磁気応答型弾性装置において、磁場発生部は、複数備えられることにより斜めに配置した磁極が複数備えられると共に磁性弾性体における対角位置に該磁性弾性体を挟むように配置してもよい。
【００２９】
この磁気応答型弾性装置において、磁場発生部は、複数備えられることにより斜めに配置した磁極が複数備えられると共に互いに異極とされ、互いに異極の磁極が磁性弾性体における負荷受部の対面側に該磁性弾性体を挟むように配置してもよい。
【００３０】
この磁気応答型弾性装置において、磁性弾性体を挟む複数の磁極は同一磁路に含まれている磁極としてもよい。
【００３１】
この磁気応答型弾性装置において、複数の磁性弾性体と、各磁性弾性体に対応した複数の磁場発生部と、各磁場発生部を制御して磁性弾性体に印加する磁場の強さを変化させる制御部と、をさらに備えてもよい。
【００３２】
この磁気応答型弾性装置において、磁性弾性体が１軸方向に配列されてもよい。
【００３３】
この磁気応答型弾性装置において、磁性弾性体が２軸方向に配列されてもよい。
【００３４】
この磁気応答型弾性装置において、磁場発生部を磁性弾性体に対して相対的に移動させる移動装置を備えてもよい。
【００３５】
この磁気応答型弾性装置において、移動装置は、磁場発生部を磁性弾性体に沿って１次元的に移動させてもよい。
【００３６】
この磁気応答型弾性装置において、移動装置は、磁場発生部を磁性弾性体に沿って２次元的に移動させてもよい。
【００３７】
この磁気応答型弾性装置において、移動装置は、磁場発生部を磁性弾性体に対して接近離間自在に移動させてもよい。
【００３８】
この磁気応答型弾性装置において、移動装置と磁場発生部とをそれぞれ複数備え、各移動装置は、各磁場発生部を個別に移動させてもよい。
【００３９】
この磁気応答型弾性装置において、磁場発生部は、電磁石であってもよい。
【００４０】
この磁気応答型弾性装置において、磁場発生部は、永久磁石であってもよい。
【００４１】
この磁気応答型弾性装置において、磁場発生部は、磁性弾性体の表面に励磁コイルが巻かれてなる電磁石であってもよい。
【００４２】
本発明の磁気応答型弾性装置によれば、磁性弾性体の外部から磁場を印加して磁性弾性体の弾性率を変化させるので、磁性弾性体と磁場発生部とを分離できて設計効率が向上し、弾性率変化の制御が磁性弾性体の形状や構成に制約されずに容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る磁気応答型弾性装置についての模式的構成図であり、（ｂ）は同装置の変形例を示す模式的構成図である。
【図２】図２（ａ）は同装置の磁性弾性体における磁場と負荷の方向の相互関係を示す側面図であり、図２（ｂ）は（ａ）の磁場の方向が傾いている場合の側面図である。
【図３】図３（ａ）は磁性弾性体の構造を説明する模式図であり、図３（ｂ）は同磁性弾性体に磁場を印加したとき変化を説明する模式図である。
【図４】図４（ａ）は磁性弾性体の構造を説明する模式図であり、図４（ｂ）は同磁性弾性体に磁場を印加して磁場方向に直交する方向の負荷をかけたときの状態を説明する模式図である。
【図５】図５（ａ）は磁性弾性体の構造を説明する模式図であり、図５（ｂ）は同磁性弾性体に磁場を印加して磁場方向の負荷をかけたときの状態を説明する模式図である。
【図６】図６（ａ）は同磁気応答型弾性装置に電磁石を用いる実施形態に係る装置の例を示す側面図であり、図６（ｂ）は同装置の正面図である。
【図７】図７（ａ）は同装置の変形例を示す側面図であり、図７（ｂ）は同正面図である。
【図８】図８は同装置の他の例を示す側面図である。
【図９】図９は図８に示した他の例の変形例を示す側面図である。
【図１０】図１０は同装置のさらに他の例を示す側面図である。
【図１１】図１１は同装置のさらに他の例を示す側面図である。
【図１２】図１２は同装置のさらに他の例を示す側面図である。
【図１３】図１３（ａ）は同磁気応答型弾性装置に永久磁石を用いる実施形態に係る装置の例を示す側面図であり、図１３（ｂ）は（ａ）の他の状態を示す側面図である。
【図１４】図１４（ａ）は同装置の変形例を示す側面図であり、図１４（ｂ）は同変形例の斜視図であり、図１４（ｃ）は同変形例の正面図であり、図１４（ｄ）は（ｃ）の他の状態を示す正面図である。
【図１５】図１５（ａ）は同装置の他の例を示す側面図であり、図１５（ｂ）は（ａ）の他の状態を示す側面図である。
【図１６】図１６（ａ）同装置のさらに他の例を示す側面図であり、図１６（ｂ）は（ａ）の他の状態を示す側面図である。
【図１７】図１７（ａ）は同装置のさらに他の例を示す側面図であり、図１７（ｂ）は（ａ）の他の状態を示す側面図である。
【図１８】図１８（ａ）は図１６に示した他の例の変形例を示す側面図であり、図１８（ｂ）は図１７に示した他の例の変形例を示す側面図である。
【図１９】図１９は同装置のさらに他の例を示す側面図である。
【図２０】図２０（ａ）は第２の実施形態に係る磁気応答型弾性装置の磁性弾性体における磁場と負荷の方向の相互関係を示す側面図であり、図２０（ｂ）は（ａ）の磁場の方向が傾いている場合の側面図であり、図２０（ｃ）は（ａ）の負荷の方向が傾いている場合の側面図である。
【図２１】図２１（ａ）は同磁気応答型弾性装置に電磁石を用いる実施形態に係る装置の例を示す側面図であり、図２１（ｂ）は同装置の変形例を示す側面図であり、図２１（ｃ）は同装置の他の変形例を示す側面図である。
【図２２】図２２（ａ）（ｂ）は図２１（ａ）の装置における電磁石の配置を説明する側面図である。
【図２３】図２３（ａ）は同装置のさらに他の例を示す一部破断斜視図であり、図２３（ｂ）は（ａ）の断面図であり、図２３（ｃ）は（ａ）に示した例の変形例を示す一部破断斜視図であり、図２３（ｄ）は（ｃ）の断面図である。
【図２４】図２４は同装置のさらに他の例を示す断面図である。
【図２５】図２５（ａ）は同装置のさらに他の例を示す斜視図であり、図２５（ｂ）は（ａ）の断面図であり、図２５（ｃ）は（ａ）に示した例の変形例を示す透過斜視図であり、図２５（ｄ）は（ｃ）の断面図である。
【図２６】図２６（ａ）は同磁気応答型弾性装置に永久磁石を用いる実施形態に係る装置の例を示す側面図であり、図２６（ｂ）は同装置の変形例を示す側面図、（ｃ）は同装置の他の変形例を示す側面図である。
【図２７】図２７（ａ）（ｂ）は図２６（ａ）の装置における永久磁石の配置を説明する側面図である。
【図２８】図２８（ａ）は同装置のさらに他の例を示す斜視図であり、図２８（ｂ）は（ａ）の断面図であり、図２８（ｃ）は（ａ）に示した例の変形例を示す斜視図であり、図２８（ｄ）は（ｃ）の断面図である。
【図２９】図２９は同装置のさらに他の例を示す断面図である。
【図３０】図３０は同磁気応答型弾性装置の他の実施形態に係る装置の側面図である。
【図３１】図３１は図３０に示した他の実施形態に電磁石を用いる装置の例を示す側面図である。
【図３２】図３２は同装置の他の例を示す側面図である。
【図３３】図３３は同磁気応答型弾性装置のさらに他の実施形態に係る装置の側面図である。
【図３４】図３４は図３３に示したさらに他の実施形態に電磁石を用いる装置の例を示す側面図である。
【図３５】図３５は同装置の他の例を示す側面図である。
【図３６】図３６は同装置のさらに他の例を示す側面図である。
【図３７】図３７は同装置のさらに他の例を示す側面図である。
【図３８】図３８は図３０に示した他の実施形態に永久磁石を用いる装置の例を示す側面図である。
【図３９】図３９は同装置の他の例を示す側面図である。
【図４０】図４０は図３３に示したさらに他の実施形態に永久磁石を用いる装置の例を示す側面図である。
【図４１】図４１は同装置の他の例を示す側面図である。
【図４２】図４２（ａ）は同装置のさらに他の例を示す側面図であり、図４２（ｂ）は同装置のさらに他の例を示す側面図である。
【図４３】図４３は第３の実施形態に係る磁気応答型弾性装置の磁性弾性体における磁場と負荷の方向の相互関係を示す側面図である。
【図４４】図４４（ａ）は同装置の斜視図、図４４（ｂ）は同装置の断面図である。
【図４５】図４５は同磁気応答型弾性装置に電磁石を用いる実施形態に係る装置の例を示す側面図である。
【図４６】図４６は同装置の他の例を示す側面図である。
【図４７】図４７は図４６に示した他の例の変形例を示す側面図である。
【図４８】図４８は同装置のさらに他の例を示す側面図である。
【図４９】図４９（ａ）は同装置のさらに他の例を示す側面図であり、図４９（ｂ）は同装置のさらに他の例を示す側面図である。
【図５０】図５０は同磁気応答型弾性装置に永久磁石を用いる実施形態に係る装置の例を示す側面図である。
【図５１】図５１は同装置の他の例を示す側面図である。
【図５２】図５２は図５１に示した他の例の変形例を示す側面図である。
【図５３】図５３は同装置のさらに他の例を示す側面図である。
【図５４】図５４（ａ）は同装置のさらに他の例を示す側面図であり、図５４（ｂ）は同装置のさらに他の例を示す側面図である。
【図５５】図５５は第４の実施形態に係る磁気応答型弾性装置の斜視図である。
【図５６】図５６は同装置の他の例を示す側面図である。
【図５７】図５７は同装置のさらに他の例を示す側面図である。
【図５８】図５８は一実施形態に係る磁気応答型弾性装置の斜視図である。
【図５９】図５９（ａ）は同装置の平面図であり、図５９（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図６０】図６０は同装置の他の例を示す分解斜視図である。
【図６１】図６１（ａ）は図６０に示した装置の平面図であり、図６０（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図６２】図６２は同装置のさらに他の例を示す分解斜視図である。
【図６３】図６３は図６２に示した装置の側面図である。
【図６４】図６４（ａ）は図６３に示した装置における弾性率の場所的変化を示すグラフであり、図６４（ｂ）は（ａ）に示した弾性率の代表的な値に対する磁場発生部の状態を模式的に示す斜視図である。
【図６５】図６５は同装置のさらに他の例を示す分解斜視図である。
【図６６】図６６は磁気応答型弾性装置の実施例を示す側面図である。
【図６７】図６７は磁気応答型弾性装置の他の実施例を示す側面図である。
【図６８】図６８（ａ）は磁気応答型弾性装置に用いられる磁性弾性体の模式的断面図であり、図６８（ｂ）は同磁性弾性体の母材の斜視図であり、図６８（ｃ）は同磁性弾性体の製造に用いられる含浸液の斜視図である。
【図６９】図６９は同磁性弾性体の製造方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態に係る磁気応答型弾性装置について、図面を参照して説明する。なお、図中に適宜図示したｘｙｚ直交座標軸を適宜参照して説明する。図１乃至図１９は第１の実施形態を示す。まず、図１乃至図５によって本発明の基本的な構成について説明する。図１（ａ）に示すように、磁気応答型弾性装置１（以下、装置１）は、弾性材料に磁性粒子を分散させてなる磁性弾性体２と、磁性弾性体２に外部から磁場を印加して磁性弾性体２の弾性率を変化させる磁場発生部３とを備えている。磁場は、図中に磁力線Ｂによって示しているが、以下では、同じ記号を用いて磁場Ｂと記す。磁性弾性体２は、磁場発生部３によって印加される磁場Ｂの強さに応じて変化した弾性率のもとで外部からの負荷Ｆを受ける。磁性弾性体２は、その一表面が負荷Ｆを受ける負荷受部２１として設定されている。負荷受部２１の磁性弾性体２における対向面が支持部材２２によって支持されることにより、磁性弾性体２が支持部材２２によって支持されている。磁場発生部３は、電磁石や永久磁石、又はこれらの組み合わせなどで構成される。支持部材２２は、通常、非磁性体である。また、装置１は、磁場発生部３によって印加させる磁場Ｂの強度を変化させる制御部１０（磁場強度変化装置）を備えている。制御部１０は、例えば、磁場発生部３が電磁石の場合は励磁用コイル電流の電流値制御装置であり、磁場発生部３が永久磁石の場合は永久磁石を磁性弾性体２に対して接近させたり離間させたりする移動装置である。負荷Ｆは、通常、例えば荷重などの、圧縮応力であるが、引っ張り応力であってもよい。
【００４５】
図１（ａ）に示す装置１において、磁場発生部３は、負荷受部２１が受ける負荷Ｆの方向（ｙ軸方向）に直交する方向（ｘ軸方向）の磁場Ｂを磁性弾性体２に印加する構成とされている。また、変形例である図１（ｂ）に示す装置１においては、磁場発生部３が、負荷Ｆの方向（ｙ軸方向）に沿った方向（ｙ軸方向）の磁場を磁性弾性体２に印加する構成とされている。図１（ａ）（ｂ）に示す装置１は、磁性弾性体２の外部から磁場Ｂを印加して磁性弾性体２の弾性率を変化させるので、磁性弾性体２と磁場発生部３を分離して個別に設計でき、磁性弾性体２と磁場発生部３が一体のものよりも設計効率が高いものとなっている。磁場発生部３が磁性弾性体２から分離されているので、磁性弾性体２の形状や構成に制約されず、磁場発生部３の制御、従って弾性率変化の制御が容易である。磁性弾性体２については、後述する（図３、図４、図５参照）。
【００４６】
また、装置１の磁場発生部３が磁性弾性体２に印加する磁場Ｂは、図２（ａ）に示すように、負荷Ｆの方向に直交するｘ軸方向、又は図２（ｂ）に示すように、少なくともｘ軸方向の磁場成分Ｂｘを有する磁場Ｂが好ましい。これは、磁場Ｂの印加により、せん断負荷に対する変形抵抗が増えて弾性率が増加するので、せん断負荷に対する耐性が向上する、という点で好ましい。また、例えば、磁場Ｂを発生する磁場発生部３を磁性弾性体２の側方（ｘ軸方向）に配置できるので負荷Ｆの発生源と磁場発生部３の干渉を避けることができるので設計が容易となる、という点で好ましいといえる。図１（ａ）（ｂ）に示すように、装置１はいずれも、磁性弾性体２における磁場発生部３に面しない開放部に負荷受部２１を設けることができる。
【００４７】
（磁性弾性体）
磁性弾性体２は、図３（ａ）に示すように、弾性材料２ａに磁性粒子２ｂを分散させたものである。弾性材料２ａは、ゲル状態材料や固体材料であり、例えば、天然ゴム、合成ゴム、ブチルゴム、ポリウレタン等を用いることができる。磁性粒子２ｂは、鉄、カルボニル鉄、フェライトなどの強磁性体材料や、高透磁率材料の粉末などを用いることができる。このような磁性弾性体２は、磁場Ｂが印加されると、図３（ｂ）に示すように、磁性粒子２ｂが磁気的に分極し、分極した粒子間に磁気的結合が形成される。磁性粒子２ｂは、磁力線Ｂに沿う方向に磁性粒子２ｂが整列して粒子間の磁気結合力が増し、強固な構造となる。このような分極により、磁性弾性体２には、印加される磁場Ｂの強さに応じて、弾性率が変化する物性的な変化や、伸長又は短縮する形状的な変化などが発生する。図４（ａ）（ｂ）に示すように、磁場Ｂの方向に直行する方向においては、負荷Ｆ（せん断負荷）に対する変形抵抗が増加し、これにより磁性弾性体２の弾性率が増加する。また、図５（ａ）（ｂ）に示すように、磁場Ｂの方向に平行な方向においては、磁場方向の負荷Ｆに対する変形抵抗が増えて変形しにくくなり、これにより磁性弾性体２の弾性率が増加する。すなわち、磁性弾性体２は、印加する磁場Ｂの向きや大きさの変化によって、磁性弾性体２の弾性率を変化させることができる。磁性粒子２ｂは磁性を有さない非着磁の粒子でもよく、磁性を有する着磁された粒子でもよい。
【００４８】
装置１によれば、磁性弾性体２の弾性率、従って、磁性弾性体２の硬さや柔らかさを電磁気的手段（すなわち磁場発生部３）によって、制御することができるので、これを種々の人体接触用途のソフトマテリアルの実現に適用することができる。例えば、装置１は、ソファや椅子の座部、これらの背もたれ部、介護用ベッドのマットなどの、人体接触部分の硬軟を時間的に変化させる用途に用いることができる。この場合、磁性弾性体２を平面的に、又は適宜の曲面に沿って二次元的に敷き詰め、磁性弾性体２の各部の弾性率を磁場Ｂによって局所的に又は大域的に時間変化させるようにすればよい。その時間変化は、予め設定したプログラムに従って複合周期のもとで変化させたり、負荷Ｆの検知センサを備え、その検知結果に基づいて変化させたりすればよい。装置１を、このような人体接触用途の磁気応答性ソフトマテリアルに適用すると、電磁モータによる剛体駆動に基づく装置と比較して、人体にソフトなタッチで安全であり、伝達機構なしで自在な動きが可能となり、装置の小型化に有利である。また、磁気応答性ソフトマテリアルは、電気応答性ソフトマテリアルと比較して、人体接触部への電界印加（感電）の虞がなく、安全感が得られ、比較的、高出力（力、変形両）化が可能であり、磁場Ｂの大きさに対応した出力制御が可能という利点がある。
【００４９】
（電磁石を用いる実施形態）
図６乃至図１２は磁場発生部３として電磁石４を用いる実施形態を示す。図６（ａ）（ｂ）に示すように、装置１の磁場発生部３は、磁路がＩ字形の電磁石４で構成され、磁性弾性体２は、電磁石４の両磁極間（両磁極を結ぶ空間）に対向する側方に配置されている。磁性弾性体２は、負荷受部２１の対向面、すなわち、磁性弾性体２下面の周辺部を支持部材２２によって支持されており、負荷Ｆによって撓むことができる配置とされている。その撓み量は、負荷Ｆが加えられたときの磁性弾性体２の弾性率に依存する。支持部材２２は、磁性弾性体２の下面周辺部だけでなく、下面全体を支持するようにしてもよい。電磁石４は、例えば、筒状のボビン４０にコイル４１を巻き回したものであり、ボビン４０は鉄心とすることもでき、また、空心（鉄心なし）とすることもできる。このような電磁石４は、磁性弾性体２の下方側（支持部材２２側）に配置されて、そのコイル４１の外部に発生する磁場Ｂを磁性弾性体２に印加する。この構成により、磁性弾性体２に印加される磁場Ｂが磁性弾性体２の内部を略直線的に通過し、その磁場Ｂの方向は、負荷Ｆの方向に大略直交する方向となる。また、図７（ａ）（ｂ）に示すように、電磁石４を、磁性弾性体２の側方に配置しても、磁性弾性体２に印加される磁場Ｂの方向が、負荷Ｆに大略直交する方向となる。図７では磁性弾性体２の両側方に合計２つの電磁石４を備えているが、いずれか片方に１つだけ電磁石４を備えてもよく、両側方と下方とに合計３つ、またはこれより多い任意数の電磁石４を備えてもよい。
【００５０】
図８は装置１の他の例を示す。この装置１の磁場発生部３は、対向する２個の電磁石４で構成されている。磁性弾性体２は、直列配置された２個の電磁石４の互いに異極の磁極間に配置されている。この構成により、磁性弾性体２に印加される磁場Ｂは、図６、図７の装置１に比べて、磁力線の平行性がより向上し、負荷Ｆの方向に対してより直交性が良くなり、エネルギ効率が良くなる。また、図９に示す変形例は、２個の電磁石４を互いに同極の磁極を対向させて配置して構成し、その互いに同極の磁極間に磁性弾性体２を配置するものである。この構成の装置１においても、磁場Ｂによって磁性弾性体２の弾性率を変化させることができる。
【００５１】
図１０は装置１のさらに他の例を示す。この装置１の磁場発生部３は、磁路がＣ字形の電磁石４で構成され、磁性弾性体２は、電磁石４の磁路の対向開放端４ａ，４ｂの間に配置されている。図１１は装置１のさらに他の例を示す。この装置１の磁場発生部３は、磁路がＵ字形の電磁石４で構成され、磁性弾性体２は、Ｕ字形の磁路の磁極間を橋渡しする態様で、磁路の対向開放端４ａ，４ｂ上に配置されている。図１２は装置１のさらに他の例を示す。この装置１の磁場発生部３は、磁路がＥ字形の電磁石４で構成され、磁性弾性体２は、Ｅ字形の磁路の磁極間を橋渡しする態様で磁路の対向開放端４ａ，４ｂ上に配置されている。このような、図６乃至図１２に示す実施形態の装置１は、磁場発生部３として電磁石４を用いるので、電磁石４を励磁する電流を制御することにより容易に磁場Ｂの強度を制御でき、従って、容易に磁性弾性体２の弾性率の増加減少を制御することができる。
【００５２】
（永久磁石を用いる実施形態）
図１３乃至図１９は磁場発生部３として永久磁石５を用いる実施形態を示す。この実施形態の装置１は、磁場発生部３として永久磁石５を用い、磁場強度を変化させる制御部１０として永久磁石を移動させる移動装置を用いる。言い換えると、制御部１０は、永久磁石５と磁性弾性体２との距離を相対的に変化させる装置である。図１３（ａ）（ｂ）に示すように、磁性弾性体２は、永久磁石５の両磁極間に対向する側方に配置され、制御部１０は、磁性弾性体２に印加する磁場Ｂの強度が変化するように永久磁石５を移動させる。例えば、永久磁石５は、図１３（ａ）に示すように、両矢印ａ方向（負荷Ｆの方向）に沿って移動自在とされ、図１３（ｂ）に示すように、矢印ｂ方向に離間移動された結果、磁性弾性体２に印加される磁場Ｂの強度が弱められ、磁性弾性体２の弾性率が減少する。また、図１４（ａ）〜（ｄ）に示すように、永久磁石５を、磁性弾性体２の側方に配置しても、磁性弾性体２に印加される磁場Ｂの方向が、負荷Ｆに大略直交する方向となる。図１３、図１４に示した矢印ａ，ｂ方向への永久磁石５の移動は例示であり、永久磁石５の移動方向をこれに限定するものではない。
【００５３】
図１５（ａ）（ｂ）は装置１の他の例を示す。この装置１の磁場発生部３は、互いに離間して直列的に配置された２個の永久磁石５と、この永久磁石５を磁性弾性体２に対して接近離間自在に移動させる制御部１０とを備えている。磁性弾性体２は、離間した永久磁石５の互いに異極の磁極間に配置され、制御部１０は、磁性弾性体２に印加する磁場の強度が変化するように永久磁石５を移動させる。すなわち、永久磁石５は、図１５（ａ）に示すように、例えば、両矢印ａ方向（負荷Ｆの方向）に移動され、図１５（ｂ）に示すように、矢印ｂ方向に離間移動された結果、磁性弾性体２に印加される磁場Ｂの強度が弱められ、磁性弾性体２の弾性率が減少する。なお、磁性弾性体２は、離間した永久磁石５の互いに同極の磁極間に配置するようにしてもよい（図９参照）。図１５に示した矢印ａ，ｂ方向への永久磁石５の移動は例示であり、永久磁石５の移動方向をこれに限定するものではない。
【００５４】
図１６（ａ）（ｂ）は装置１のさらに他の例を示す。この装置１の磁場発生部３は、磁路がＣ字形の永久磁石５と、この永久磁石５を磁性弾性体２に対して接近離間自在に移動させる制御部１０とを備えている。磁性弾性体２は、永久磁石５の磁路の対向開放端間に配置され、制御部１０は、磁性弾性体２に印加する磁場Ｂの強度が変化するように永久磁石５を移動させる。例えば、永久磁石５は、図１６（ａ）に示すように、両矢印ａ方向（負荷Ｆの方向）に沿って移動され、図１６（ｂ）に示すように、矢印ｂ方向に離間移動された結果、磁性弾性体２に印加される磁場Ｂの強度が弱められ、磁性弾性体２の弾性率が減少する。図１６に示した矢印ａ，ｂ方向への永久磁石５の移動は例示であり、永久磁石５の移動方向をこれに限定するものではない。
【００５５】
図１７（ａ）（ｂ）は装置１のさらに他の例を示す。この装置１の磁場発生部３は、磁路がＵ字形の永久磁石５と、この永久磁石５を磁性弾性体２に対して接近離間自在に移動させる制御部１０とを備えている。磁性弾性体２は、Ｕ字形の磁路の磁極間を橋渡しする態様で配置され、制御部１０は、磁性弾性体２に印加する磁場Ｂの強度が変化するように永久磁石５を移動させる。例えば、永久磁石５は、図１７（ａ）に示すように、両矢印ａ方向（負荷Ｆの方向）に沿って移動され、図１７（ｂ）に示すように、矢印ｂ方向に離間移動された結果、磁性弾性体２に印加される磁場Ｂの強度が弱められ、磁性弾性体２の弾性率が減少する。図１７に示した矢印ａ，ｂ方向への永久磁石５の移動は例示であり、永久磁石５の移動方向をこれに限定するものではない。なお、図１６に示すＣ字形の磁路、および、図１７に示すＵ字形の磁路は、それぞれ、図１８（ａ）（ｂ）に示すように、永久磁石５にヨーク（継鉄）５０を付加した構造によって形成してもよい。また、図１９は装置１のさらに他の例を示す。この装置１の磁場発生部３は、磁路がＥ字形の永久磁石５で構成され、磁性弾性体２は、Ｅ字形の磁路の磁極間を橋渡しする態様で磁路の対向開放端５ａ，５ｂ上に配置されている。このような、図１３乃至図１９に示す実施形態の装置１は、磁場発生部３として永久磁石５を用い、永久磁石５を移動させる制御部１０を備えるので、磁性弾性体２の弾性率の増加減少制御を容易に行うことができる。
【００５６】
（第２の実施形態）
図２０乃至図４２は第２の実施形態を示す。第２の実施形態の装置は、図２０（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、負荷受部２１を介して磁性弾性体２に作用する負荷Ｆの方向に平行となる方向の成分を有する磁場Ｂを磁性弾性体２に印加するように構成した装置である。磁場Ｂは不図示の磁場発生部３（図１（ｂ）参照）によって印加される。また、磁性弾性体２や支持部材２２などの構成は、第１の実施形態における構成などと同様である。負荷Ｆは、磁性弾性体２に予め設定された負荷受部２１に作用することが想定されている。また、負荷Ｆの方向は負荷受部２１に斜めに作用することもある。従って、負荷Ｆの方向と磁場Ｂの方向の関係は相対的なものであり、図２０（ａ）に示すように負荷Ｆと磁場Ｂとが互いに略平行の場合だけとは限らない。すなわち、本実施形態には、図２０（ｂ）におけるＦに対するＢｙ成分や、図２０（ｃ）におけるＦに対するＢｆ成分、またはＢに対するＦｙ成分のように、互いに適宜の量の平行成分を有する場合も含まれる。磁性弾性体２は、このような磁場Ｂを印加することにより、上述した第１の実施形態と同様に、その弾性率が変化する。つまり、磁性弾性体２に分散させた磁性粒子が磁場Ｂの印加によって磁場Ｂの方向に平行に整列する傾向の動作を行い、磁性弾性体２は磁場方向の外部負荷Ｆに対する変形抵抗が増加し、弾性率が増加する。なお、平行成分（Ｂｙ成分やＢｆ成分）の量は、磁場Ｂの強度を変化させたときに発生する磁性弾性体２における弾性率の変化量が磁気応答型弾性装置の用途や条件に適合する量であればよい。
【００５７】
（電磁石を用いる実施形態）
図２１乃至図２５は、磁場発生部３として電磁石４を用いる実施形態を示す。図２１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、装置１は、磁場発生部３として電磁石４を備えており、磁場印加に用いる電磁石４の磁極（図の例ではＮ極、磁極Ｎとも記す）の方向を負荷Ｆの方向としている。装置１は、この構成により、電磁石４のＮ極から負荷Ｆの方向に平行となる方向の成分を有する磁場Ｂを磁性弾性体２に印加する。装置１は、平板状の支持部材２２の上面に磁性弾性体２を載置し、磁性弾性体２の上面を負荷受部２１とし、支持部材２２の下面に電磁石４のＮ極を接近させて構成されている。言い換えると、電磁石４は、その磁極Ｎを、磁性弾性体２を介して負荷受部２１に対向させている。より詳しくは、磁性弾性体２における負荷受部２１の対面、すなわち支持部材２２に面した磁性弾性体２の面に磁極Ｎを対向させており、負荷受部２１と磁極Ｎとの間に磁性弾性体２の本体部分が介在している。このような電磁石４の配置によると、磁極Ｎに発生する磁場Ｂを直接、磁性弾性体２の内部に作用させることができ、電磁石４や磁性弾性体２の配置や設計が容易である。磁極Ｎに直接、磁性弾性体２を支持させることにより、支持部材２２を省略することもできる。また、電磁石４のコイルに流す電流の値に応じて、磁場Ｂ（磁束密度）が比例的に増減するので、電磁石４を用いた弾性挙動の制御が容易である。このような装置１は、いずれも、磁性弾性体２における磁場発生部３に面しない開放部が存在し、その開放部に負荷受部２１を設けることができる。
【００５８】
上記において、磁極の方向とは、電磁石４における磁極と見做される領域における磁力線の主たる方向のことである。例えば、通常は鉄心なしコイルにおけるコイル端面の法線方向や鉄心あり電磁石の鉄心端面の法線方向を磁極の方向と見做すことができる。また、後述する磁極の中心軸とは、通常はコイル端面や鉄心端面の面中心あるいは面重心の位置を通る法線のことである。また、磁場印加に用いる磁極とは、磁性弾性体２に実質的に磁場を印加する磁極であり、通常は、磁性弾性体２に近い側に配置されている磁極である。
【００５９】
図２１（ａ）（ｂ）（ｃ）の各装置１の詳細と相違を説明する。図２１（ａ）における電磁石４は円柱状のボビンに励磁コイルを巻き回したものであり、ボビンは鉄心とすることもでき、また、空心（鉄心なし）とすることもできる。図２１（ａ）における磁性弾性体２は、四角形状であり、その平坦な上面が負荷受部２１とされ、平坦な下面（すなわち、磁性弾性体２における負荷受部２１の対面）が平坦な支持部材２２で支持されている。図２１（ｂ）の装置１は、磁性弾性体２が上方に凸の半楕円形状を有している点が、図２１（ａ）の装置１と異なり、他は同じである。また、図２１（ｃ）の装置１は、電磁石４のボビンが支持部材２２に沿った方向に屈曲されている点が、図２１（ａ）の装置と異なり、他は同じである。これらの装置１において、電磁石４の磁極Ｎから発散する磁力線Ｂが出て、磁性弾性体２を通過し、磁性弾性体２の弾性率を磁場Ｂの大きさに応じて増減させる。磁場Ｂの強度の変更制御は、電磁石４を励磁する電流を制御することにより行われる。
【００６０】
また、装置１は、電磁石４における磁場印加に用いる磁極の方向を負荷Ｆの方向とするだけではなく、磁極の中心軸が磁性弾性体２における負荷受部２１の重心を通るように電磁石を配置することがより好ましい。例えば、図２２（ａ）に示す装置１では、磁極Ｎの中心軸が負荷受部２１の重心Ｇを通っている。図２２（ｂ）に示す構成の装置１では、磁場印加に用いる磁極Ｎの中心軸が、磁性弾性体２における負荷受部２１の重心Ｇを通っていない。磁極Ｎの中心軸が重心Ｇを通っている図２２（ａ）の装置１の方が、図２２（ｂ）の装置１よりも、磁性弾性体２への磁場印加効率が優れていて好ましい。すなわち、磁場Ｂはコイルの径方向に変化する強度分布を有し、コイル軸中心が最大であるため、コイル軸中心軸である磁極Ｎの中心軸と負荷受部２１の重心Ｇを通る軸とを一致させる。このような構成により、負荷受部２１に最大の磁場Ｂを付与でき、可変弾性効果を最も高くできる。なお、磁性弾性体２の弾性または弾性率を変化させることにより得られる効果を可変弾性効果と称している。逆に、別の観点からすると、装置１の状態を図２２（ａ）（ｂ）の状態間で変化させることにより、すなわち、磁極Ｎの位置を移動させることにより、磁性弾性体２への磁場印加の程度、従って弾性率の変化を制御することもできる。なお、負荷受部２１の重心Ｇは、例えば、負荷受部２１として設定された面の幾何学的重心とすることができ、言い換えると、磁性弾性体２において負荷Ｆを主として受ける領域として設計された領域の中心位置とすることができる。
【００６１】
図２３（ａ）（ｂ）は、装置１の他の例を示す。この装置１は、有底円柱状のボビンを有する電磁石４の中空部に円柱状の磁性弾性体２が挿入配置されているものである。磁性弾性体２は、電磁石４の底部を支持部材２２として底面を支持され、上面を負荷受部２１として電磁石４の中空部から突出させている。この構造により、電磁石４における磁場印加に用いる磁極の方向を負荷Ｆの方向とし、磁性弾性体２に作用する負荷Ｆの方向に平行となる方向の成分を有する磁場Ｂを磁性弾性体２に印加する。中空部の磁力線は電磁石４および磁性弾性体２の軸方向に平行となり、磁性弾性体２を通過して効率的な可変弾性効果を得ることができる。また、図２３（ｃ）（ｄ）は変形例を示す。この変形例は、電磁石４が底のない円柱状のボビンを有するものであり、磁性弾性体２は別途に設けた支持部材２２によって下部を支持されている点を除いて、図２３（ａ）（ｂ）に示す装置１と同様である。また、図２４は、装置１のさらに他の例を示す。この変形例では、円筒形状の磁性弾性体２の内部空間に、円柱状のボビンを有する電磁石４が、同軸状態で、挿入配置されている。磁性弾性体２の円筒上面が負荷受部２１であり、円筒軸方向が磁性弾性体２に作用する負荷Ｆの方向であり、磁性弾性体２に印加する磁場の方向である。電磁石４の長手方向に沿って電磁石４の外部を一方の磁極から他方の磁極へと走行する磁力線が、磁性弾性体２の内部を通過する。
【００６２】
図２５（ａ）（ｂ）は、装置１のさらに他の例を示す。この装置１は、円柱状の磁性弾性体２の外周に電磁石４を構成する励磁コイルが巻かれている装置である。これは、例えば、図２３（ａ）（ｂ）に示す装置１においてボビンを省略し、磁性弾性体２と励磁コイルとを近づけたものと見做すことができる。この構成の装置１によると、部品点数を少なくすることができる。また、磁性弾性体２に接触した状態で励磁コイルが直接巻かれていても、励磁コイルを伸縮自在のスプリングコイルとすることにより、負荷Ｆによる軸方向の変形に対して、電磁石４と磁性弾性体２とが柔軟に一体的に伸縮変形することができる。また、図２５（ｃ）（ｄ）は、装置１のさらに他の例を示す。この装置１は、図２４の装置１においてボビンを省略したものに対応するものであり、円柱状の磁性弾性体２の内周に電磁石４を構成するための励磁コイルが巻かれている。
【００６３】
（永久磁石を用いる実施形態）
図２６乃至図２９は磁場発生部３として永久磁石５を用いる実施形態を示す。この実施形態の装置１は、上述の電磁石４を用いる図２１乃至図２４に示した装置１において、磁場発生部３としての電磁石４を、永久磁石５に置き換えたものである。従って、本実施形態における磁性弾性体２、支持部材２２、および、磁場印加に用いる磁極の負荷Ｆの方向に対する配置などの構成は、上述の図２１乃至図２４に示した実施形態における構成と同様である。永久磁石５を用いる装置１は、制御部１０（図１参照）として、例えば、移動装置（不図示）を備える。移動装置は、永久磁石５を磁性弾性体２に対して相対的に接近離間自在に移動させる装置であり、磁性弾性体２に印加する磁場Ｂの強度が変化するように永久磁石５を移動させる。これらの実施形態によれば、永久磁石５の磁極に発生する磁場Ｂを直接、磁性弾性体２の内部に作用させることができ、永久磁石５や磁性弾性体２の配置や設計が容易である。
【００６４】
（第２の実施形態に属する他の実施形態）
図３０乃至図４２は第２の実施形態に属する他の実施形態を示す。これらの実施形態の装置１は、図３０に示すように、磁場発生部３の磁場印加に用いる磁極Ｎの方向を磁性弾性体２に作用する負荷Ｆの方向に直交させ、負荷Ｆの方向に平行となる方向の成分を有する磁場Ｂを磁性弾性体２に印加するように構成した装置である。言い換えると、磁場発生部３は、その磁極Ｎを負荷受部２１に対して横向きに配置した構成となっている。ここで、横向きに配置とは、負荷受部２１の方向と磁極の方向とが略直交する配置という意味である。負荷受部２１の方向は、負荷受部２１に作用する負荷Ｆの方向、又は、負荷受部２１上の負荷受部２１の作用点（作用面）における法線方向によって定義される。また、図３０に示す装置１において、磁場印加に用いる磁極Ｎは、磁性弾性体２における負荷Ｆ方向の両端部のうち下端側、すなわち、支持部材２２の下部に配置されている。言い換えると、磁場発生部３は、その磁極Ｎを、負荷受部２１に対して横向きにすると共に磁性弾性体２における負荷受部２１の対面側（即ち、下端側）に配置している。図３０の装置１は、上述の図２０乃至図２９に示した装置１とは、磁場印加に用いる磁極の方向を負荷Ｆの方向に直交させている点が異なり、磁性弾性体２に負荷Ｆの方向に平行となる方向の成分を有する磁場Ｂを印加する点や支持部材２２などの構成は同様である。図３０において、負荷Ｆの方向に対して横向きとされた磁場発生部３の磁極Ｎから磁極端面の法線方向に出た磁力線Ｂは発散し、その磁力線の一部は磁極付近で略直角に偏向し、その偏向磁場Ｂが磁性弾性体２を通過する。磁性弾性体２を通過する偏向磁場Ｂは、負荷Ｆの方向に平行となる方向の成分を有する。このように、磁極の方向を負荷Ｆの方向に直交させると、磁場発生部３を横向きにすることができ、装置１の全体の上下寸法を短くすることができるので、設計の融通性が増す利点がある。
【００６５】
（電磁石を用いる実施形態）
図３１乃至図３７は図３０に示した磁場発生部３として電磁石４を用いる実施形態を示す。図３１に示す装置１は、磁場発生部３として電磁石４を用いる点を除いて、図３０に示したものと同様である。磁場発生部３を電磁石４で構成することにより、電磁石４を励磁する励磁電流の値に応じて磁場Ｂが比例的に増減するので、磁性弾性体２の可変弾性挙動の制御を容易に行える。また、図３２に示す装置１は、図３１に示す装置１において電磁石４を増設し、２つの電磁石４を互いに同極性の磁極Ｎを向かい合わせて対向配置したものである。２つの電磁石４は、それぞれ中心軸を横向き（負荷Ｆの方向に直交する向き）にして各磁極Ｎを横向きにし、支持部材２２の下部にコンパクトに配置されている。この装置１は、電磁石が増設されてより強力に磁場Ｂを磁性弾性体２に印加することができる。また、同極性の磁極Ｎが対向している結果、両磁極Ｎの中央部の磁力線Ｂは９０度方向に偏向されるので、単一の磁極Ｎだけの場合よりも、より効率的に、負荷Ｆの方向に平行となる方向の成分を有する磁場Ｂを磁性弾性体２に印加することができる。従って、対向配置させる２つの電磁石４は、それぞれ、単一の場合の電磁石４よりも出力が弱い電磁石で構成することができる。また、電磁石４は、２つとは限らず、複数個とすることができ、例えば、３つや４つの電磁石４を、互いに同極性の磁極Ｎを中心向きとして、放射状に配列して備えることができる。２個以上の電磁石４の配置により、電磁石４の磁極で生じる磁場Ｂは強力となり、磁性弾性体２の可変弾性効果は高くなる。また、同極を対向させることにより、磁場Ｂが直角に偏向し、磁性弾性体２の内部をより効率的に通過するようになる。また、これらの複数の電磁石４の互いに対向する磁極Ｎは、磁性弾性体２に対して互いに対称に配置されていることが好ましい。これにより、直角に偏向した磁場Ｂの中心が磁性弾性体２の負荷受部２１の中心（重心）を通過することとなり、可変弾性効果をより高くすることができる。
【００６６】
図３３に示す装置１は、図３０に示した装置１における磁場発生部３を磁性弾性体２の下方ではなく磁性弾性体２の側方に配置したものであり、その磁場印加に用いる磁極Ｎが磁性弾性体２における負荷Ｆ方向の両端間に対向する側方に配置されている。この構成において、磁極Ｎの方向は、負荷Ｆの方向に直交した配置とされており、磁極Ｎから出て発散する磁力線Ｂを有する磁場Ｂが磁性弾性体２に印加させる。この磁場Ｂは、負荷Ｆの方向に平行となる方向の磁場成分を有している。図３４に示す装置１は、図３３に示した装置１における磁場発生部３として電磁石４を用いるものである。また、図３５に示す装置１は、図３４に示す装置１において電磁石４を増設し、２つの電磁石４を互いに同極性の磁極Ｎを向かい合わせて対向配置させ、その磁極間に磁性弾性体２を配置したものである。図３３、図３４、図３５の装置１は、それぞれ上述の図３０、図３１、図３２の装置１における電磁石４を磁性弾性体２の側方に移動配置した構成に対応する。
【００６７】
図３６に示す装置１は、図３３に示した装置１における磁場発生部３をＵ字形の磁路を有する電磁石４で構成したものであり、電磁石４の各磁極Ｎ，Ｓが磁性弾性体２の側面に対向するように配置されている。この構成において、磁極Ｎ，Ｓの方向はそれぞれ負荷Ｆの方向に直交した配置とされており、磁極Ｎから磁極Ｓに向かう磁力線Ｂは負荷Ｆの方向に平行となる方向の磁場成分を有している。この装置１において、電磁石４は、磁性弾性体２の片側だけでなく、磁性弾性体２の周りに、同極性の磁極を互いに対向させて複数備えることができ、さらには、各磁極を磁性弾性体２の周りに連続的に配置する構成とすることができる。
【００６８】
図３７に示す装置１は、図３６に示した装置１におけるＵ字形の磁路を有する電磁石４をＥ字形の磁路を有する電磁石４としたものであり、電磁石４の各磁極Ｎ，Ｓが磁性弾性体２の側面に対向するように配置されている。この構成において、磁極Ｎ，Ｓの方向はそれぞれ負荷Ｆの方向に直交した配置とされており、磁極Ｎから磁極Ｓに向かう磁力線Ｂは負荷Ｆの方向に平行となる方向の磁場成分を有している。この装置１において、電磁石４を複数にしたり、各磁極を連続的に配置したりする構成については、図３６のものと同様である。図３６、図３７に示す装置１においては、磁気回路上の空隙を小さくすることができるので、電磁石４が生成して印加する偏向磁場Ｂは磁性弾性体２の内部に集中して効率よく通過させることができる。
【００６９】
（永久磁石を用いる実施形態）
図３８乃至図４２は磁場発生部３として永久磁石５を用いる実施形態を示す。これらの実施形態の装置１は、上述の電磁石４を用いる図３１乃至図３７に示した装置１において、磁場発生部３としての電磁石４を、永久磁石５に置き換えたものである。従って、磁性弾性体２、支持部材２２、および、磁場印加に用いる磁極の負荷Ｆの方向に対する配置などの構成は、上述の図３１乃至図３７に示した実施形態における構成と同様である。図３８乃至図４１および図４２（ａ）（ｂ）に示す各装置１は、それぞれ上述の図３１乃至図３７に示す各装置１に対応する。このような永久磁石５を用いる装置１は、制御部１０（図１参照）として、例えば、上述同様に移動装置（不図示）を備える。
【００７０】
（第３の実施形態）
図４３乃至図５４は第３の実施形態を示す。第３の実施形態の装置１は、図４３に示すように、負荷受部２１を介して磁性弾性体２に作用する負荷Ｆの方向に斜交する方向の成分を有する磁場Ｂを磁性弾性体２に印加するように構成した装置である。磁場Ｂは不図示の磁場発生部３（図１（ｂ）参照）によって印加される。また、磁性弾性体２や支持部材２２などの構成は、第１の実施形態における構成などと同様である。負荷Ｆは、磁性弾性体２に予め設定された負荷受部２１に作用することが想定されている。また、負荷Ｆの方向は負荷受部２１に斜めに作用することもあり、従って、負荷Ｆの方向と磁場Ｂの方向との関係は相対的なものである。磁場Ｂの負荷Ｆの方向に斜交する方向の成分の量は、磁場Ｂの強度を変化させたときに発生する磁性弾性体２における弾性率の変化量が磁気応答型弾性装置の用途や条件に適合する量であればよい。図４４（ａ）（ｂ）に示す装置１は、平板状の支持部材２２に四角形状の磁性弾性体２を載置し、磁性弾性体２の斜め下方に、磁極Ｎの方向を斜め上方に向けた磁場発生部３を配置したものである。磁性弾性体２の上面が負荷受部２１とされており、負荷受部２１に加えられた外部からの負荷Ｆは磁性弾性体２を介して支持部材２２によって受け止められる。すなわち、磁場発生部３は、その磁極Ｎを負荷受部２１に対して斜めに配置され、負荷受部２１は、磁性弾性体２における磁場発生部３に面しない開放部に設けられている。なお、負荷Ｆの方向は、通常は、磁性弾性体２の上面に垂直、従って支持部材２２に垂直であるように設定されるが、装置１の適用状況や使用状況に応じて、負荷Ｆの方向は変化しうるものである。このような負荷Ｆに対して、磁場印加に用いる磁極Ｎから磁性弾性体２に印加される磁場Ｂは、少なくとも負荷Ｆに斜交する方向の成分を有している。このような装置１において、磁性弾性体２に分散させた磁性粒子が磁場Ｂの作用により、磁場方向に平行に整列する傾向を示す。従って、磁性弾性体２は磁場方向に対して斜めに外部負荷が作用する場合、磁場Ｂと平行な負荷成分による変形抵抗および磁場Ｂと直角な負荷成分による変形抵抗がそれぞれ増加し、弾性率が増加する。
【００７１】
（電磁石を用いる実施形態）
図４５乃至図４９は磁場発生部３として電磁石４を用いる実施形態を示す。図４５に示す装置１は、図４４（ａ）（ｂ）の装置１における磁場発生部３を電磁石４としたものである。電磁石４を他の対角位置に配置して複数の電磁石４を備えるようにすることができる。図４６に示す装置１は、磁場発生部３として２つの電磁石４を備え、これらの電磁石４を、互いに異極の磁極を対向させて磁性弾性体２における対角位置に配置するものである。図４６の装置１は、図４５の装置１において、右斜め上方に２つ目の電磁石４を追加した構成となっている。互いに異極の磁極Ｎ，Ｓが磁性弾性体２を挟んで対向することにより、負荷受部２１に対して斜めに配置した両磁極間に磁力線Ｂが集中するので、磁性弾性体２の内部を通過する磁場Ｂが増加し、弾性率増加がさらに向上する。すなわち、２つの永久磁石４の異極を対角に配置することにより、磁性弾性体２内部を対角線に沿う磁場Ｂが形成される。電磁石４の組を他の対角位置に配置して複数組の電磁石４を備えるようにすることができる。負荷受部２１は、電磁石４に面しない磁性弾性体２における開放部に設けられている。図４７は、図４５における対向する磁極を同極性とした装置１を示す。磁性弾性体２に発生する磁場Ｂは、負荷Ｆの方向に斜交する方向の磁場成分を含んでいる。また、図４７、図４５の間の極性の切り替えは、電磁石４を励磁する励磁電流の向きを逆転することによって容易に行うことができる。そこで、例えば、磁性弾性体２をマッサージ機の施療子などに用いる場合に、励磁電流の制御によって磁性弾性体２の可変弾性挙動に変化の幅を持たせることができるので、施療子に機能性を付与することができ、効果的な施療を行うようにすることができる。
【００７２】
図４８に示す装置１は、磁場発生部３として２つの電磁石４を、磁性弾性体２における負荷Ｆの方向の一方の端部側である支持部材２２側に斜めに配置して、磁性弾性体２を互いに異極の磁極で挟むように備えるものである。すなわち、斜めに配置した磁極Ｎ，Ｓが磁性弾性体２における負荷受部２１の対面側（支持部材２２側）において、磁性弾性体２を挟むように配置されている。２つの電磁石４は、磁性弾性体２を、その両側の斜め下方から臨むように配置されており、一方の電磁石４のＮ極から他方の電磁石４のＳ極に曲線を描いて向かう磁力線Ｂが磁性弾性体２を通過する。その磁場Ｂは、負荷Ｆの方向に斜交する方向の磁場成分を含んでいる。この装置１は、図４５に示した装置１に比べて、２つの電磁石４を用いて磁極を異極とするので、磁性弾性体内部を通過する磁場Ｂが増加し、弾性率増加がさらに向上する。図４９（ａ）に示す装置１は、図４８に示す装置１における２つの電磁石４を共通のヨーク（継鉄）で結合して一体化したものであり、磁場印加に用いる磁極が同一磁路に含まれるものである。同様に、図４９（ｂ）に示す装置１は、図４６に示す装置１における２つの電磁石４を共通のヨークで結合して一体化したものである。磁路を有するこれらの装置１は、磁路によって磁気回路上の空隙を小さくして磁性弾性体内部を通過する磁場を増加させるので、弾性率増加がさらに向上する。
【００７３】
（永久磁石を用いる実施形態）
図５０乃至図５４は磁場発生部３として永久磁石５を用いる実施形態を示す。これらの実施形態の装置１は、上述の電磁石４を用いる図４５乃至図４９に示した装置１において、磁場発生部３としての電磁石４を永久磁石５に置き換えたものである。従って、本実施形態における磁性弾性体２、支持部材２２、および、磁場印加に用いる磁極の負荷Ｆの方向に対する配置などの構成は、上述の図４５乃至図４９に示した実施形態における構成と同様である。このような永久磁石５を用いる装置１は、制御部１０（図１参照）として、例えば、移動装置（不図示）を備える。移動装置は、磁性弾性体２に印加する磁場Ｂの強度が変化するように永久磁石５を移動させる。
【００７４】
（第４の実施形態）
図５５乃至図５７は第４の実施形態を示す。本実施形態は、磁気応答型弾性装置をシステムとして構成するものである。図５５、図５６、図５７に示す装置１は、磁性弾性体２と磁場発生部３の組を複数備え、各磁場発生部３を制御して磁性弾性体２に印加する磁場Ｂの強さを変化させる制御部１０を備えている。図５５は、３つの磁性弾性体２と、各磁性弾性体２に対応した３つの磁場発生部３と、各磁場発生部３を制御して各磁性弾性体２に印加する磁場Ｂの強さを変化させる１つの制御部１０とを備えている装置１を示す。この図の例では、２つの磁性弾性体２は磁場Ｂを印加して高弾性とされ、他の１つの磁性弾性体２は磁場Ｂを与えないで低弾性のままとされている。このように、装置１の各磁性弾性体２は、それぞれ独立的に弾性率を変化させることができる。
【００７５】
図５６は、共通の支持部材２２上に３つの磁性弾性体２が１軸（ｘ軸）方向に配列されている装置１を示し、図５７は、共通の支持部材２２上に９つの磁性弾性体２が２軸（ｘ軸、ｚ軸）方向に配列されている装置１を示す。支持部材２２は３次元空間における自由曲面とすることができ、そのような曲面の支持部材２２上に複数の磁性弾性体２を任意間隔で配列すると共に各磁性弾性体２に磁場発生部３を対応させ、システムとして磁気応答型弾性装置１を構成することができる。上述した第１乃至第３の各実施形態における個々の装置１を組み合わせてシステム化することができる。装置１のシステム化に際し、複数の磁性弾性体２が面状の支持部材２２に面状に配置されることにより、各磁性弾性体２における負荷受部２１は、面状に構成される。これは、各装置１における負荷受部２１が、磁場発生部３すなわち電磁石４や永久磁石５に面しない開放部に設けられていることによる。この利点により、装置１は、マットレスや椅子の座部や背もたれ部などに容易に適用できる。このような装置１の各磁性弾性体２は、独立に任意の大きさに弾性率を変化させることができる。そこで、例えばマットレスなどに適用する場合、人体からの外部負荷による面圧分布に対して任意に弾性率を変えて最適の面圧状態としたり、時間的空間的に弾性率を変化させて、マッサージや施療効果を発生させることができる。
【００７６】
図５８乃至図６５に示す装置１は、面状に広がった単一の磁性弾性体２と、単一又は複数の磁場発生部３と、磁場発生部３（電磁石又は永久磁石）を磁性弾性体２に対して相対的に移動させる移動装置６を備えてシステム化されている。これらの装置１は、磁性弾性体２に対して弾性率を変化させる場所を移動させるものであり、磁性弾性体２の各部の弾性率を局所的かつ動的に変化させることができる。以下、個別に説明する。
【００７７】
図５８、図５９（ａ）（ｂ）に示す装置１は、１つの磁場発生部３と、１つの移動装置６とを備え、移動装置６によって磁場発生部３をマット状の磁性弾性体２の下面に沿って、図中ｘ方向に１次元的に移動させるものである。磁性弾性体２は平面状の支持部材２２によって下面から支持されており、磁性弾性体２の上面が負荷Ｆを受ける負荷受部２１となる。移動装置６は、駆動用のモータ６ａと、モータ６ａで回転駆動されるボールネジ６ｂと、ボールネジ６ｂに螺合してボールネジ６ｂの回転に伴ってボールネジ６ｂに沿って移動する台座６ｃと、モータ６ａを駆動制御する移動制御部６ｄと、を備えている。ボールネジ６ｂは、支持部材２２の下部に、支持部材２２と平行に配置されている。磁場発生部３は、台座６ｃに固定されている。従って、磁場発生部３は、ボールネジ６ｂに沿って移動する。磁場発生部３は、磁場制御部１０ａを備えている。磁場制御部１０ａは、例えば、磁場発生部３が電磁石４の場合、電磁石４の励磁コイルへの電量を制御する電流制御回路である。制御部１０が、磁場制御部１０ａ、移動装置６、および不図示のコンピュータなどを備えて構成される。制御部１０は、磁性弾性体２に対して、磁性弾性体２の各部の弾性率を局所的かつ動的に変化させる制御を行う。このような装置１は、例えば、磁場発生部３が永久磁石５の場合に、磁場発生部３の位置を移動させることにより、磁性弾性体２に対して、例えば位置Ｐ１から位置Ｐ２へと、弾性率を順次変化させることができる。また、磁場発生部３が電磁石４の場合には、弾性率の大きさを変化させたり、弾性率を変化させる場所を移動させたりすることができる。
【００７８】
図６０、図６１（ａ）（ｂ）に示す装置１は、上述の図５８、図５９に示す装置１において、２つの移動装置６１，６２を備えることにより、磁場発生部３を磁性弾性体２の下面に沿って２次元的に移動させるようにしたものである。移動装置６１は、磁場発生部３を図中ｘ方向に移動させ、移動装置６２は、磁場発生部３を図中ｚ方向に移動させる。移動装置６１は、モータ６１ａと、ボールネジ６１ｂと、ボールネジ６１ｂに沿って移動する台座６１ｃと、台座６１ｃを支持してガイドするガイド軸６１ｄと、不図示の移動制御部と、を備えている。台座６１ｃは、ｚ方向に長く、その中央においてボールネジ６１ｂと螺合し、両端部においてガイド軸６１ｄによって摺動自在に支持されている。移動装置６２は、台座６１ｃの上部に設けられており、モータ６２ａと、ボールネジ６２ｂと、ボールネジ６２ｂに沿って移動する台座６２ｃと、台座６１ｃの両端部に設けられたボールネジ用の軸受け６２ｄと、不図示の移動制御部と、を備えている。磁場発生部３は、台座６２ｃに固定されている。従って、磁場発生部３は、ボールネジ６１ｂ，６２ｂの回転に伴って、磁性弾性体２の下面に沿って２次元的に、任意の位置に移動することができる。このような装置１は、例えば位置Ｐ１から位置Ｐ２へと、磁場発生部３の位置を移動させることにより、磁性弾性体２に対して、弾性率を変化させる場所を２次元的に移動させることができる。
【００７９】
図６２、図６３、図６４（ａ）（ｂ）に示す装置１は、上述の図６０、図６１に示す装置１において、磁性弾性体２に対して接近離間自在に移動させる移動装置６３を、台座６２ｃと磁場発生部３との間に備えたものである。移動装置６３は、磁場発生部３を上下方向（図中ｙ方向）に短距離移動させる種々のアクチュエータを用いて構成することができる。移動装置６３は、例えば、エアバッグ、流体シリンダ、ボルトとナット、バネと電磁石などを用いるアクチュエータによって構成することができる。このような装置１は、磁場発生部３が電磁石４又は永久磁石５のいずれであっても、移動装置６３によって弾性率の大きさを変化させることができ、移動装置６１，６２によって弾性率を変化させる場所を移動させることができる。図６４（ａ）（ｂ）は、ｘ軸方向に沿って弾性率の大きさを変化させる様子を示す。
【００８０】
図６５に示す装置１は、上述の図６２、図６３に示す装置１において、ｘ軸方向の移動装置６１を備える代わりに、磁場発生部３、移動装置６２、および移動装置６３からなる組を、ｘ軸方向に複数（本例では６組）配列したものである。このような装置１は、移動装置６２，６３と磁場発生部３とをそれぞれ複数備え、各移動装置６２，６３は、各磁場発生部３を個別に移動させるので、磁性弾性体２の複数個所において弾性率を同時に変化させることができる。
【００８１】
（実施例）
図６６は装置１の使用例を示す。この実施例は、背もたれ付きの椅子の背もたれ部に、上述の図５８に示した装置１を組み込んでマッサージ機を構成したものである。マッサージ機は、背もたれ部に沿って配置した磁性弾性体２と、磁性弾性体２の裏面において背もたれ部に沿って上下移動する磁場発生部３とを備え、これらの他に、図５８に示した装置１の構成と同様の構成を備えている。モータ６ａ等の移動装置は、磁場発生部３を背もたれ部に沿って上下移動させる。磁場制御部１０ａは、磁場発生部３が永久磁石で構成されている場合に、不図示の駆動部（例えば、上述の図６２における移動装置６３）によって、磁場発生部３を磁性弾性体２に対して接近離間させる。磁場発生部３が、磁性弾性体２に沿って上下動したり磁性弾性体２に対して接近離間することにより、背もたれ部の表面に、凹凸形状を形成したり、その凹凸形状を移動させたりすることができ、椅子にもたれているユーザの背中をマッサージすることができる。すなわち、背もたれ部の表面側に位置する磁性弾性体２の一面が負荷受部２１であり、磁性弾性体２の負荷受部に作用する負荷Ｆは、ユーザの背中が背もたれ部を押す力である。また、磁場制御部１０ａは、磁場発生部３が電磁石で構成されている場合に、磁場発生部３である電磁石に供給する電力を制御して、磁場強度を変化させる。これにより、永久磁石を用いる場合と同様に、マッサージを行うことができる。
【００８２】
図６７は装置１の他の実施例を示す。この実施例は、ベッドに装置１を組み込んでマッサージ機を構成したものである。このマッサージ機は、ベッドの上面に磁性弾性体２をマット状に配置し、ベッドの裏面に沿って磁場発生部３を移動させるようにしたものである。この場合、ユーザの体重が負荷Ｆであり、磁性弾性体２の上面が負荷受部２１である。このマッサージ機は、ベッドに寝ているユーザのベッドに接している部分にマッサージを施すことができる。このようなベッドは、マッサージ機としてだけではなく、介護ベッドにおける寝たきりのユーザの床ずれ防止などのために用いることができる。また、図６６、図６７に示した使用例において、磁場発生部３を複数備えて、広い領域で同時に連動させて、磁性弾性体２によるマッサージ動作をさせることもできる。
【００８３】
（磁性弾性体の構造と製法）
図６８、図６９によって、磁性弾性体２の構造と製造方法とを説明する。上述の第１の実施形態では、図３（ａ）を参照して、磁性弾性体２が弾性材料２ａに磁性粒子２ｂを分散させたものであり、弾性材料２ａがゲル状態材料や固体材料であると説明した。磁性弾性体２をさらに説明すると、弾性材料２ａは、図６８（ａ）に示すように、多孔質体とすることができる。弾性材料２ａを多孔質体とすることにより、弾性材料２ａをより柔軟に変形可能とすることができるので、磁性弾性体２の弾性率の実質的な変化幅を大きくすることができる。弾性材料２ａが多孔質体である磁性弾性体２を製造する方法として、種々の方法を用いることができる。例えば、発泡体材料に磁性粒子を混合し、これを発泡させることにより、発泡体の空孔を区画する隔壁中に磁性粒子を分散させた磁性弾性体を製造することができる。この方法で製造される磁性弾性体は、磁場に対してより強く応答させるために磁性粒子の充填量を増やすと、隔壁が硬くなって変形しにくくなるので、磁場に対する応答性の増強に限界がある。以下では、磁性弾性体２の他の製造方法を説明する。
【００８４】
図６８（ａ）に示す磁性弾性体２は、弾性体材料２ａ（以下、母材２ａ）と添加材２ｅとを備えて成り、母材２ａは多数の空孔２ｄを有する弾性材料であり、添加材２ｅは磁性粒子２ｂを含有して空孔２ｄの一部に埋め込まれて母材２ａと一体化されている。母材２ａは、発泡構造の多孔質構造弾性体であり、空孔２ｄを有している。磁性弾性体２は、図６８（ｂ）に示す多数の空孔２ｄ（不図示）を有する母材２ａと、図６８（ｃ）に示す磁性粒子２ｂを混合した含浸液２ｆとを用いて形成される。
【００８５】
磁性弾性体２の製造は、図６９に示すように、母材形成工程（Ｓ１）と、液作成工程（Ｓ２）と、含浸工程（Ｓ３）と、固化工程（Ｓ４）とを経て行われる。母材形成工程（Ｓ１）では、弾性体となる原料を発泡させて多数の連通した空孔２ｄを有する多孔質構造弾性体である母材２ａを形成し、液作成工程（Ｓ２）では、固化して結合材となる液体に磁性粒子２ｂを混合した含浸液を作成する。母材形成工程（Ｓ１）と液作成工程（Ｓ２）とは、いずれが先でもよく、並行して実施してもよい。含浸工程（Ｓ３）では、母材形成工程（Ｓ１）によって形成した母材２ａに液作成工程（Ｓ２）によって作成した含浸液２ｆを含浸させる。固化工程（Ｓ４）では、含浸工程（Ｓ３）を経た母材中の含浸液２ｆを固化して添加材２ｅを形成し、添加材２ｅによって磁性粒子２ｂを母材２ａに結合する。添加材２ｅは、母材２ａの変形に際して母材２ａと磁性粒子２ｂの結合を維持するものである。添加材２ｅは、ある空孔２ｄの断面において、その断面を埋め尽くす必要はなく、空孔２ｄの一部に埋め込まれておればよく、添加材２ｅを含まない空孔２ｄが適切に存在している方が好ましい。そこで、母材２ａに含浸させる含浸液２ｆの量を予め計量する工程や、母材２ａに充分量の含浸液２ｆを含浸させた後に母材２ａから余剰の含浸液２ｆを搾り出す工程を、固化工程（Ｓ４）の前に備える。また、固化工程（Ｓ４）の前に、例えば、含浸液２ｆを含んだ母材２ａの重量を計量することにより、適切な含浸量を設定でき、添加材２ｅを含まない適量の空孔２ｄを磁性弾性体２内に確保することができる。空孔２ｄの形状は、球形とする他に、任意の方向に伸びた長手空孔や一定方向に長手方向を揃えた長手空孔とすることができる。含浸液２ｆは、磁性粒子２ｂを保持した状態で母材２ａに含浸された後、固化して磁性粒子２ｂを母材２ａの空孔２ｄに結合できるものであればよい。含浸液２ｆは、固化した状態で変形容易なものが好ましく、例えば、固化してシリコーン樹脂となる含浸液が用いられる。また、含浸液２ｆは、固化した状態となった添加材２ｅそのものが空孔を備えるように、これに発泡剤を混合してもよい。
【００８６】
なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、上述した各実施形態の構成を互いに組み合わせた構成とすることができる。例えば、第２、第３の実施形態では、それぞれ電磁石４と、永久磁石５および制御部１０とを用いる例を示したが、第２の実施形態における電磁石４を制御部１０で移動させるようにしてもよく、第３の実施形態において電磁石４を併用するようにしてもよい。他の実施形態においても同様に電磁石４を移動させたり、電磁石４と永久磁石５とを併用したり、これらの磁石を増設したりすることができる。また、磁性弾性体２の形状は各図に示した形状に限らず、任意形状とすることができ、例えば、直方体、円柱形状、ドーム形状、かまぼこ形状、これらを組み合わせた形状、波型形状などとすることができる。また、負荷受部２１は、平面に限らず、凹凸面や任意形状の曲面とすることができる。また、電磁石４や永久磁石５の外形形状や断面形状は、任意形状とすることができる。また、磁路の形状としてＩ字、Ｃ字、Ｕ字、Ｅ字などの形状を示したが、これらの形状は、長手形状の長手方向に直交する断面形状とすることができ、また、回転対称体の軸中心を含む断面とすることもできる。また、各装置１において、磁場発生部３、すなわち電磁石４や永久磁石５におけるＮ極とＳ極とは、互いに入れ替えた構成とすることができる。また、支持部材２２は、電磁石４や永久磁石５を構成する部材の一部を共用したものとすることができる。支持部材２２は、剛体である必要はなく、支持部材２２そのものが適宜に変形する弾性体であってもよい。
【００８７】
本願は日本国特許出願２０１０−２５８３７０に基づいており、その内容は、上記特許出願の明細書及び図面を参照することによって結果的に本願発明に合体されるべきものである。
【符号の説明】
【００８８】
１    磁気応答型弾性装置
２    磁性弾性体
２１    負荷受部
３    磁場発生部
４    電磁石
５    永久磁石
６，６１〜６３    移動装置
１０    制御部
Ｂ    磁場（磁力線）
Ｆ    負荷
Ｇ    重心
【図１】
2012026332.tif 000003
【図２】
2012026332.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【国際調査報告】
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